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Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, aufweisend eine Welle, ein erstes Lager und eine Mutter.
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Es ist allgemein bekannt, dass eine Welle über Lager drehbar lagerbar ist.
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Aus der
DE 102 07 396 B4 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Getriebe bekannt.
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Aus der
US 49 66 474 A ist eine fixierbare Lagervorspannungsanordnung bekannt.
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Aus der
US 96 18 050 B2 ist eine Anordnung zur Befestigung eines Antriebsritzels bekannt.
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Aus der
US 2010/0 247 016 A1 ist ein mehrteiliges Beabstandungselement für das Einstellen der Lagervorspannung bekannt.
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Aus der
US 29 36 655 A ist ein selbstausrichtendes Planetengetriebe bekannt.
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Aus der
GB 20 27 134 A ist eine axial adjustierbare Lageranordnung bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung mit einer verlängerten Standzeit auszubilden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Lageranordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Lageranordnung sind, dass die Lageranordnung, eine Welle, ein erstes Lager und eine Mutter, insbesondere Wellenmutter, aufweist,
wobei die Mutter ein Gewinde, insbesondere Innengewinde, aufweist, das auf einen an der Welle ausgebildeten Gewindebereich aufgeschraubt ist, insbesondere welcher ein Außengewinde aufweist,
wobei ein an der Welle ausgebildeter Lagersitz an den Gewindebereich angrenzt,
wobei der Innenring des ersten Lagers den Lagersitz berührt, insbesondere wobei der Innenring des ersten Lagers auf den Lagersitz aufgesteckt ist,
wobei die Mutter den Innenring des ersten Lagers berührt,
wobei der Innenring des ersten Lagers von dem Gewindebereich der Welle beabstandet angeordnet ist,
wobei ein Auslaufbereich eines in den Gewindebereich der Welle eingeschnittenen Gewindes in einem an den Gewindebereich angrenzenden Teilbereich des Lagersitzes angeordnet ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Mutter mittels Schraubverbinden eine axiale Festlegung und mittels eines am Auslaufbereich anliegenden Passsitzes eine radiale Zentrierung ermöglicht. Denn dadurch, dass der Auslaufbereich des Gewindes des Gewindebereichs in den Lagersitz hineinragt, ist ermöglicht, dass ein an der Mutter ausgebildeter innenzylindrischer Passsitz aufgesteckt wird auf den Auslaufbereich und sich somit in radialer Richtung zentriert. Somit ist schon beim Aufschrauben der Mutter auf die Welle ein axiales und radiales Festlegen erreichbar und weder in axialer noch in radialer Richtung ein Spiel wirksam. Auf diese Weise ist eine verbesserte Rundlaufgenauigkeit erreichbar. Letzteres ist beispielsweise besonders wichtig bei Planetengetrieben.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lagersitz als fein bearbeitete, insbesondere mit Schleifen bearbeitete, zylindrische, insbesondere außenzylindrische, Fläche ausgeführt, insbesondere welche nur durch eine im Auslaufbereich auslaufende Vertiefung unterbrochen ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Lagersitz mit sehr hoher Genauigkeit fertigbar ist und die Mutter mittels des innenzylindrischen Passsitzes sehr genau an diesem Passsitz zentrierbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung drückt die Mutter gegen den Innenring des ersten Lagers. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Lager vorgespannt ist und somit die Lagerluft reduzierbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung deckt der Lagersitz in axialer Richtung, insbesondere also in Richtung der Drehachse der Welle, einen größeren Bereich ab als der Innenring des ersten Lagers,
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insbesondere wobei der Lagersitz in axialer Richtung weiter ausgedehnt ist als der Berührbereich zwischen Lagersitz und Innenring des ersten Lagers. Von Vorteil ist dabei, dass der Bereich der hochgenauen Bearbeitung der Welle nicht nur die axiale Breite des Innenrings aufweist, sondern breiter ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Mutter einen an das Gewinde der Mutter angrenzenden innenzylindrisch ausgebildeten Bereich, insbesondere Passsitz, auf, wobei der Bereich den Lagersitz, insbesondere den Auslaufbereich, berührt, insbesondere auf ihn aufgesteckt und/oder aufgepresst ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Mutter hochgenau an der Welle zentrierbar ist und somit auch zum am Lagersitz zentrierten Innenring ausgerichtet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Mutter an ihrem zur Welle hin gerichtet angeordneten Kantenbereich eine in Umfangsrichtung umlaufende Fase auf. Von Vorteil ist dabei, dass ein Einfädeln der Mutter beim Aufstecken der Mutter auf die Welle einfacher ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der größte lichte Innendurchmesser der Mutter im Bereich ihres Gewindes kleiner oder gleich zu dem lichten Innendurchmesser des an das Gewinde der Mutter angrenzenden innenzylindrisch ausgebildeten Bereichs, insbesondere Passsitzes. Von Vorteil ist dabei, dass das Gewinde der Mutter keinen Auslauf benötigt im Bereich des Passsitzes der Mutter.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenring des ersten Lagers in einem Gehäuse aufgenommen,
wobei ein Außenring eines zweiten Lagers im Gehäuse aufgenommen ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Welle drehbar zum Gehäuse gelagert ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenring des ersten Lagers gegen eine Stufe des Gehäuses angestellt,
wobei der Außenring des zweiten Lagers gegen eine Stufe des Gehäuses angestellt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Stufen spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind. In axialer Richtung ist also die erste der beiden Stufen ansteigend und zwar nach radial innengerichtet und die zweite der beiden Stufen absteigend, also nach radial außen gerichtet absteigend.
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Axial zwischen den beiden Stufen ist also eine radial gerichtete Verengung des Gehäuses vorgesehen. In diesem Bereich zwischen den beiden Stufen ist eine Innenverzahnung am Gehäuse oder an einem mit dem Gehäuse drehfest verbundenen Hohlrad ausführbar, welche im Eingriff steht mit auf Bolzen gelagerten Planetenrädern, wobei die Bolzen mit der Welle steckverbunden oder einstückig, insbesondere einteilig, ausgeführt sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse einteilig ausgeführt, wobei eine Innenverzahnung am Gehäuse ausgebildet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse mehrteilig ausgeführt, wobei das Gehäuse ein Hohlrad mit Innenverzahnung aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Hohlrad aus einem anderen Werkstoff, insbesondere ADI, ausführbar ist als das vorzugsweise aus einem Grauguss hergestellte Gehäuse.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innenring des zweiten Lagers auf die Welle aufgesteckt ist,
insbesondere wobei der Innenring des zweiten Lagers gegen eine an der Welle ausgebildete Stufe angestellt ist. Von Vorteil ist dabei, dass das zweite Lager an der Welle aufgenommen ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind diejenigen am Gehäuse ausgebildeten Stufen, gegen welche die Außenringe der beiden Lager angestellt, in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Lager angeordnet sind,
wobei das zweite Lager in axialer Richtung zwischen dem ersten Lager und derjenigen an der Welle ausgebildeten Stufe angeordnet ist, gegen welche der Innenring des zweiten Lagers angestellt ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Gehäuse einfach herstellbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Lager in axialer Richtung zwischen der Mutter und dem zweiten Lager angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Mutter einen geschlossenen Kraftfluss erzeugt, der durch die beiden Lager fließt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der an der Mutter ausgebildete innenzylindrische Bereich in axialer Richtung zwischen dem Gewinde der Mutter und dem Innenring des ersten Lagers angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine hochgenaue Zentrierung ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der an der Welle ausgebildete Lagersitz in axialer Richtung zwischen dem Gewindebereich der Welle und dem zweiten Lager angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine Zentrierung mittels des Passsitzes ermöglicht ist und somit die Rundlaufgenauigkeit der Welle verbesserbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Welle ein Planetenträger, in welchem Planetenbolzen aufgenommen und/oder verbunden sind, auf welchen Planetenräder insbesondere mittels auf die Planetenbolzen aufgesteckter Lager, insbesondere Nadellager, aufgesteckt und drehbar gelagert sind,
wobei die Verzahnungen der Planetenräder einerseits mit der Innenverzahnung im Eingriff sind und andererseits mit einer als Sonnenradverzahnung fungierenden Verzahnung eines drehbar angeordneten Teils, insbesondere Sonnenrads. Von Vorteil ist dabei, dass der Planetenträger eine hohe Rundlaufgenauigkeit, insbesondere bei abtriebsseitigem Flanschblockabtrieb, erreicht. Somit ist auch die Standzeit des Getriebes, insbesondere der beiden Lager, insgesamt verlängert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Mutter einen zweiten innenzylindrischen Bereich auf, welcher an das Gewinde der Mutter angrenzt und auf der vom ersten innenzylindrisch ausgebildeten Bereich abgewandten Seite des Gewindes der Mutter angeordnet ist,
insbesondere wobei der zweite innenzylindrische Bereich einen kleineren lichten Innendurchmesser aufweist als der kleinste lichte Innendurchmesser des Gewindes der Mutter aufweist und/oder auf einen zweiten außenzylindrischen Bereich der Welle aufgepresst ist, welcher an den Gewindebereich der Welle angrenzt und einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der größte Außendurchmesser des Gewindebereichs der Welle. Von Vorteil ist dabei, dass die Mutter beidseitig zentriert ist und somit die Rundlaufgenauigkeit weiter verbessert ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist eine erfindungsgemäße Lageranordnung für ein Planetengetriebe im Querschnitt dargestellt.
- In der 2 ist eine zugehörige Schrägansicht dargestellt.
- In der 3 ist ein mit B gekennzeichneter Bereich der 1 vergrößert dargestellt.
- In der 4 ist ein mit C gekennzeichneter Bereich der 1 vergrößert dargestellt.
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Wie in den Figuren dargestellt, weist die Lageranordnung in einem Gehäuseteil, insbesondere Gehäuse 6 mit Hohlrad, aufgenommene Lager (5, 7) zur Lagerung einer Welle auf. Die Welle ist beispielhaft als Planetenträger 2 zusammen mit einer zweiten Wange 4 des Planetenträgers 2 ausgeführt.
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Hierbei sind die zweite Wange 4 und der Planetenträger 2 drehfest verbunden, insbesondere als ein einziges Stück, also einstückig, insbesondere also einteilig, ausgeführt oder als zwei miteinander verbundene Teile, insbesondere also zweistückig.
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Ein jeweiliger Planetenbolzen 3 ist sowohl in eine Bohrung des Planetenträgers 2 als auch in eine Bohrung der zweiten Wange 4 eingepresst.
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Mittels einer auf ein Außengewinde der Welle aufgeschraubten Mutter 1, insbesondere Wellenmutter, ist ein erstes Lager 7 vorgespannt. Hierbei drückt die Mutter 1 den auf der Welle, insbesondere Planetenträger 2, aufgesteckten Innenring des ersten Lagers 7 in axialer Richtung zum zweiten Lager 5 hin. Dadurch wird die Welle in entgegengesetzter Richtung gezogen und somit der Innenring des auf der Welle, insbesondere auf der zweiten Wange 4, aufgesteckten zweiten Lagers 5 zum ersten Lager 7 hingedrückt. Die Außenringe der beiden Lager 5 und 7 liegen an einem Absatz des Gehäuses 6. Daher baut sich ein geschlossener Kraftfluss auf, der von der Mutter über den Planetenträger 2 samt zweiter Wange 4 sowie das zweite Lager 5, das Gehäuse 6 und das erste Lager 7 zurück zur Mutter 1 schließt.
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Mittels der Mutter 1 sind somit beide Lager (5, 7) vorgespannt.
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Beide Lager (5, 7=) sind vorzugsweise als Schräglager ausgeführt.
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Im Gehäuse 6 ist ein Hohlrad mit Innenverzahnung aufgenommen oder das Hohlrad ist in dem Gehäuse 6 integriert ausgebildet, indem eine Innenverzahnung an der Innenseite des Gehäuses 6, insbesondere axial zwischen den beiden Absätzen, ausgebildet. Ist.
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Die auf den Planetenbolzen 3 drehbar gelagert angeordneten Planetenräder sind einerseits mit der Innenverzahnung im Eingriff und andererseits mit der Verzahnung eines drehbar gelagerten Sonnenrads.
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In den Figuren sind Sonnenrad und Planetenräder nicht dargestellt.
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Die Mutter 1 ist besonders vorteilhaft, wenn die Planetengetriebestufe einen Flanschblockabtrieb aufweist. Denn in diesem Fall ist der Außendurchmesser des Planetenträgers 2 an der abtreibenden Seite sehr groß. Insbesondere umfasst der von der Mutter 1 überdeckte, auf die Drehachse des Planetenträgers 2 bezogene Radialabstandsbereich den vom Innenring des ersten Lagers 7 überdeckten Radialabstandsbereich oder zumindest überlappen die beiden Radialabstandsbereiche.
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Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung weist die Welle 2, insbesondere der Planetenträger 2, einen fein bearbeiteten Lagersitz 30 auf, auf dem der Innenring des ersten Lagers 7 angeordnet ist. Allerdings ist dieser fein bearbeitete Lagersitz 30 in axialer Richtung weiter ausgedehnt als der vom Innenring des ersten Lagers 7 benötigte axiale Bereich.
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An den Lagersitz 30 der Welle grenzt ein Gewindebereich 32, insbesondere Außengewindebereich, der Welle an, auf den die Mutter 1 mit ihrem Gewinde, insbesondere Innengewinde, aufgeschraubt ist.
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Der Gewindebereich 32 ist vorzugsweise als Außengewindebereich ausgeführt.
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Beim Herstellen des Gewindebereichs 32 wird ein Werkzeug, insbesondere Messer in axialer Richtung, insbesondere also in Richtung der Drehachse der Welle 2 bewegt, während das Werkzeug das Gewinde spanend herstellt. Am Ende des Gewindebereiches 32 grenzt zwar der fein bearbeitete, insbesondere also glatte, zylindrische Bereich des Lagersitzes 30 an; jedoch erzeugt das Werkzeug beim radialen Herausbewegen einen Auslaufbereich 31. Denn während des radial gerichteten Entfernens des Werkzeugs wird die Welle noch in Umfangsrichtung um ihre Drehachse gedreht, so dass ein auslaufender Gewindegang im Auslaufbereich 31 entsteht. Dabei nimmt die radial Tiefe des Gewindegangs, also der schraubenförmigen Einkerbung des Gewindebereichs 32, mit zunehmendem axialen Abstand vom Gewindebereich 32 ab. Der kleinste Radialabstand des Gewindegangs ist also im Auslaufbereich 31 mit zunehmendem axialen Abstand vom Gewindebereich 32 eine streng monoton zunehmende Funktion, bis dieser kleinste Radialabstand den Außenradius des Lagersitzes 30 erreicht. Axial beabstandet vom Gewindebereich 32 und vom Auslaufbereich 31 ist der Innenring des Lagers 7 angeordnet. Der Auslaufbereich 31 ist vom ansonsten fein bearbeiteten Lagersitz 30 umfasst, weil der Lagersitz 30 axial weiter ausgedehnt ist als der Innenring des Lagers 7 und vor dem Schneiden des Gewindebereichs 32 schon gefertigt ist.
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Obwohl das Rohteil der Welle nur im Bereich des Lagersitzes 30 fein bearbeitet ist, insbesondere also auch im Bereich des später hergestellten Auslaufbereichs 31, ist das Rohteil in demjenigen Bereich, in welchem später der Gewindebereich 32 hergestellt wird, nur grob bearbeitet, insbesondere also mit Drehen spanend bearbeitet. Nach Herstellen des Gewindebereichs 32 ist der maximale Radialabstand im Gewindebereich 32 kleiner als die Hälfte des Außendurchmessers des Lagersitzes 30. Denn auch die Bergspitzen zwischen den Vertiefungen des Gewindegangs werden beim Herstellen des Gewindebereichs 32 spanend bearbeitet.
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Die Mutter 1 weist ein Innengewinde auf, mit welchem die Mutter 1 auf den Gewindebereich 32 der Welle aufgeschraubt ist. Dabei weist die Mutter 1 einen sich an ihren Innengewindebereich anschließenden fein bearbeiteten innenzylindrischen Bereich auf, der sich beim Einschrauben der Mutter 1 auf den Lagersitz 30, insbesondere Auslaufbereich 31, schiebt und somit eine radial gerichtete Zentrierung der Mutter 1 zur Welle, insbesondere Planetenträger 2, bewirkt.
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Außerdem weist die Mutter an ihrem dem ersten Lager 7 zugewandten Endbereich eine in Umfangsrichtung umlaufende Fase auf. Somit ist ein Einfädeln beim Aufstecken auf die Welle erleichtert.
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Erfindungsgemäß schließt sich an den Gewindebereich 32 auf der Welle kein Freistich an sondern an den Gewindebereich 32 ist der Auslaufbereich 31 angeschlossen.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Mutter 1 nicht nur an ihrem dem ersten Lager 7 zugewandten Endbereich mit einem innenzylindrischen Bereich, insbesondere Passsitz, ausgeführt, sondern auch an ihrem vom erste Lager 7 abgewandten Endbereich. Somit grenzen an das Gewinde der Mutter 1 axial beidseitig zwei innenzylindrische Bereiche an, wobei der lichte Innendurchmesser des zweiten, also des vom ersten Lager weiter entfernt angeordneten innenzylindrischen Bereichs kleiner ist als der lichte Innendurchmesser des ersten innenzylindrischen Bereichs. Insbesondere ist er aber auch kleiner als der kleinste lichte Innendurchmesser des Gewindes der Mutter 1 und weist auch einen Auslaufbereich auf, der bei der Fertigung des Gewindes für das Schneid-Werkzeug benötigt wird. Die Welle weist einen entsprechenden außenzylindrischen Bereich auf, der an den Gewindebereich 32 auf der vom Auslaufbereich 31 abgewandten Seite angrenzt und insbesondere ohne Auslaufbereich ausgeführt ist. Somit ist die Mutter mit beidseitigem Passsitz auf der Welle radial und axial spielfrei zentrierbar und eine noch weiter verbesserte Rundlaufgenauigkeit erreichbar. Insbesondere bei Ausführung der Welle als Planetenträger bewirkt dies eine Verbesserung der Standzeit des Planetengetriebes.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der Planetenträger 2 einwangig ausgeführt und ist somit über die beiden Lager 5 und 7 gelagert im Gehäuse 6. Dabei sind die Planetenbolzen vorzugsweise nur einseitig eingesteckt in jeweilige Bohrungen des Planetenträgers 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mutter
- 2
- Planetenträger
- 3
- Planetenbolzen
- 4
- zweite Wange des Planetenträgers
- 5
- Lager
- 6
- Gehäuse mit Hohlrad
- 7
- Lager
- 30
- Lagersitz
- 31
- Auslaufbereich
- 32
- Gewindebereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10207396 B4 [0003]
- US 2836473 A [0004]
- US 4966474 A [0005]
- US 9618050 B2 [0006]
- US 2010/0247016 A1 [0007]
- US 2936655 A [0008]
- DE 19713211 A1 [0009]
- GB 2027134 A [0010]
